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Nginx 不同於 Apache2 的一點就是，Nginx 採用單執行緒，非阻塞，非同步 IO 的工作模型。Apache2 對於每一個請求，都會建立一個新程序或執行緒，會浪費很多記憶體和 CPU 時間，而 Nginx 使用作業系統提供的IO多路複用技術(epoll), 在一個執行緒中處理所有的請求。當一個 IO 操作開始的時候，Nginx 不會等待操作完成就會去處理下一個請求，等到某個 IO 操作完成後，Nginx 再回過頭去處理這次 IO 的後續工作。

        Linux系統通過軟限制和硬限制，制約了開啟檔案的最大個數,而且每個埠偵聽的連線數受限於/etc/sytctl.conf中的ip_local_port_range的範圍，那麼nginx是如何做到輕量級和高併發的。

一.Nginx的程序模型

        各個work程序間通過accept_mutex互斥鎖進行連線的獲取，以防止驚群現象的發生（即所有程序都收到通知，卻只有一個程序執行）。負載的實現通過accept_mutex_disable=所有連線數/8-空閒連線數，該值越大越不容易去獲取accept_mutex鎖，也即空閒連線數小於所有連線數的1/8時，不再去主動獲取連線。

二.Nginx處理連線過程

        首先，nginx在啟動時，會解析配置檔案，得到需要監聽的埠與ip地址，然後在nginx的master程序裡面，先初始化好這個監控的socket(建立socket，設定addrreuse等選項，繫結到指定的ip地址埠，再listen)，然後再fork出多個子程序出來，然後子程序會競爭accept新的連線。此時，客戶端就可以向nginx發起連線了。當客戶端與服務端通過三次握手建立好一個連線後，nginx的某一個子程序會accept成功，得到這個建立好的連線的socket，然後建立nginx對連線的封裝，即ngx_connection_t結構體。設定socket的屬性（ 比如非阻塞），然後再通過新增讀寫事件，呼叫connect/read/write來呼叫連線接著，與客戶端進行資料的交換。最後，nginx或客戶端來主動關掉連線，到此，一個連線就結束了。

三.Nginx的連線與檔案描述符的關係

        在nginx中，每個程序會有一個連線數的最大上限，這個上限與系統對fd的限制不一樣。在作業系統中，通過ulimit -n，可以得到一個程序所能夠開啟的fd的最大數，即nofile，因為每個socket連線會佔用掉一個fd，所以這也會限制程序的最大連線數，當然也會直接影響到程式所能支援的最大併發數，當fd用完後，再建立socket時，就會失敗。nginx通過設定worker_connectons來設定每個程序支援的最大連線數。如果該值大於nofile，那麼實際的最大連線數是nofile，nginx會有警告。nginx在實現時，是通過一個連線池來管理的，每個worker程序都有一個獨立的連線池，連線池的大小是worker_connections。這裡的連線池裡面儲存的其實不是真實的連線，它只是一個worker_connections大小的一個ngx_connection_t結構的陣列。並且，nginx會通過一個連結串列free_connections來儲存所有的空閒ngx_connection_t，每次獲取一個連線時，就從空閒連線連結串列中獲取一個，用完後，再放回空閒連線連結串列裡面。

四.結論

        當大量連線進來後，nginx首先把它們放進來，放入得到accept_mutex的work程序的連線池中，此時並沒有真正開啟檔案描述符，因此可以儘可能多的接受連線請求，真正處理的時候nginx採用非同步非阻塞的事件機制，通過單程序迴圈處理準備好的事件，最終利用有限的系統能開啟的最大檔案描述來承擔大量的連線請求。